Обнаружен первый организм, которому для выживания не нужен кислород

История Земли насчитывает более 4,5 миллиардов лет. Способность поглощать кислород, то есть дышать, жизнь начала развивать более 1,45 миллиарда лет назад: более крупная архея поглотила более мелкую бактерию, и каким-то образом этот союз оказался выгодным для обеих, пишет Science Alert.

Эти симбиотические отношения впоследствии привели к коэволюции двух организмов. Со временем бактерии, поселившиеся внутри, превратились в органеллы, известные как митохондрии. На самом деле каждая клетка нашего тела, за исключением эритроцитов, содержит большое количество митохондрий, которые необходимы нам для дыхания. Именно митохондрии расщепляют кислород, образуя молекулу аденозинтрифосфата, которую многоклеточные организмы используют для питания клеточных процессов.

Известно, что некоторые организмы эволюционировали, чтобы приспособиться к жизни в условиях недостатка кислорода или гипоксии. Ученые обнаружили, что у некоторых одноклеточных организмов развились связанные с митохондриями органеллы для анаэробного метаболизма; однако возможность существования исключительно анаэробных многоклеточных организмов является предметом научных дебатов.

Так продолжалось до тех пор, пока команда под руководством Даяны Яхаломи из Тель-Авивского университета не изучила распространенного лососевого паразита Henneguya salminicola. Известно, что он относится к тому же типу, что и кораллы, медузы и анемоны. Цисты, которые паразит образует в мясе рыбы, выглядят неприглядно, но на протяжении всего своего жизненного цикла эти паразиты не представляют угрозы.

Результаты исследования показывают, что, прячась внутри своего хозяина, крошечная цинидария может выживать в условиях гипоксии. Но до сих пор ученые не понимали, как ему это удается. В ходе исследования команда изучила ДНК паразита.

Ученые использовали секвенирование и флуоресцентную микроскопию, что позволило им внимательно изучить паразита. Команда обнаружила, что Cnidaria фактически утратила свой митохондриальный геном. У нее также отсутствует способность к аэробному дыханию и почти все ядерные гены, участвующие в транскрипции и репликации митохондрий.

Как и у одноклеточных организмов, у паразита были органеллы, связанные с митохондриями, но они были неправильной формы – их внутренняя мембрана имела складки, которые обычно не видны. Отметим, что для сравнения команда использовала те же методы секвенирования и микроскопии у близкородственного паразита-клинария Myxobolusquamalis, который был использован в качестве контроля и явно демонстрировал митохондриальный геном.

Таким образом, ученые подтвердили, что на планете действительно существует организм, которому для выживания совершенно не нужен кислород. Ученые пока не знают, как именно это произошло, но планируют пролить свет на загадку того, как паразитам удалось отойти от своих свободноживущих медузообразных предков и превратиться в гораздо более простых паразитов.

Известно, что организм утратил большую часть оригинального генома медузы, но, как ни странно, сохранил сложную структуру, напоминающую клетки побега медузы. Известно, что паразит использует их не для того, чтобы жалить, а для того, чтобы цепляться за хозяина.

Авторы исследования считают, что полученные ими результаты позволят в дальнейшем разработать стратегии защиты рыб от паразитов.